在介绍matlab与modelsim联合仿真时,首先会涉及到将Matlab产生的数据源转移到modelsim中进行调用。这一步骤首先需要把数据通过Matlab程序转化为二进制形式,并存储到一个以.dat为后缀的数据文件中。在这个过程中,需要注意的是二进制位数应该与Verilog程序中的输入端口位数相匹配。代码示例中,使用fopen函数打开或创建一个名为data.dat的文件用于存储数据。接着,使用一个for循环,结合自定义的int8_to_bin函数把整型数据Routdata转换为二进制,使用fprintf函数写入之前创建的文件中。在Verilog部分,使用$readmemb系统函数将data.dat文件中的数据读取到一个声明好的8位宽的寄存器数组中,然后在时序逻辑中通过计数器cnt控制将数组中的数据逐个传送到输入端inI。这样就完成了从Matlab到modelsim的数据传递和模块输入的仿真准备。
在modelsim仿真完成后,如果需要将结果输出到Matlab进行进一步分析,通常先将modelsim仿真结果写入一个以.txt为后缀的文件中。在这一步骤中,使用Matlab的fopen函数创建或打开一个文本文件,并通过一个always块中的逻辑,在每个时钟上升沿或复位信号的下降沿将仿真输出数据以二进制形式写入该文件。仿真的数据输出为out变量,使用$fwrite函数完成数据的写入。
在Matlab端,需要读取并分析刚才modelsim输出的.txt文件。使用fopen函数打开文件,并通过fseek函数定位到文件末尾来获取文件长度,然后使用fread函数读取全部数据到data_bin变量。为了处理可能出现的无效数据,需要通过一个循环去除所有以x表示的值。之后,重新定位到数据的起始有效位置,并将剩余的有效数据部分提取出来进行进一步处理。通过一个for循环调用自定义的bin2int_8函数将每个8位二进制数转换为10进制有符号整数。最终,使用plot函数将转换后的数据绘制为图形,进行分析比较。
整个联合仿真的过程可以概括为:在Matlab中生成数据源并进行初步仿真效果评估,然后用Verilog实现算法模块。之后,将Matlab中的数据源转为二进制形式,并作为输入在modelsim中进行仿真。将modelsim仿真结果输出并传回Matlab进行分析,通过比较来验证仿真效果。通过这种方式,可以实现复杂的算法设计和验证过程,确保硬件实现的正确性和性能。